Come la dipendenza da sostanze può aiutarci a comprendere l’obesità parte 1
Correlazione tra dipendenza dalle droghe d’abuso e dal cibo
di Vincenzo Tortora
Volkow ND, WISE RA. “How can drug addiction help us under stand obesity?” Nature Neuroscience. May, 2005.
“Dal momento che le sostanze farmacologiche e gli alimenti attivano comuni circuiti cerebrali di gratificazione, le prime offrono potenti strumenti per comprendere la circuiteria neurale che media i comportamenti motivati dall’atto di alimentarsi e come questa circuiteria possa essere dirottata interferendo sul comportamento alimentare.”
L’affascinante articolo di Volkow e Wise ci offre un modo diverso per comprendere i comportamenti alimentari alla base dell’obesità e del sovrappeso. Qui presento un sunto con qualche mio commento piuttosto che una “fedele riproduzione”, ed in seguito (nella parte 2) delle applicazioni pratiche che possono essere utili per migliorare la propria alimentazione.
Introduzione
Durante la sua evoluzione, da sempre l’uomo ha assunto sostanze in grado di causare dipendenza, presenti nei cibi. Queste sostanze non devono essere viste come qualcosa di negativo: la dipendenza che si crea fa sì che noi “impariamo” a ricercare sempre quel cibo, con un meccanismo di rinforzo del comportamento atto alla ricerca e l’assunzione di un particolare alimento. La fame, infatti, non è un desiderio diretto di ricerca del cibo, bensì uno stimolo ad introdurre qualcosa che il sistema della gratificazione (reward, in inglese; ne ho brevemente parlato in questo articolo sulla dieta ipocalorica a lungo termine) percepisce ed identifica come vantaggioso in termini di sopravvivenza.
In maniera interessante e paradossale, accettiamo anche di introdurre piccole quantità di sostanze tossiche o potenzialmente tali, perché il nostro sistema della gratificazione reputa maggiore il piacere che il danno derivante dall’introduzione di certi alimenti. Nell’alimentazione usuale esempi ce ne sono a centinaia; eclatante è l’assunzione di bevande alcoliche. L’alcol è una sostanza tossica per l’organismo, eppure tra i nutrienti è quello che attiva maggiormente i circuiti di gratificazione. Il piacere derivante dal suo consumo supera il potenziale “pericolo” di tossicità, per cui noi lo consumiamo.
La correlazione tra sostanze d’abuso ed obesità è chiara se pensiamo che gli alimenti più palatabili attivano i circuiti della gratificazione in maniera sia “rapida” (tramite gli input forniti dalle percezioni sensoriali) che “lenta” (tramite modificazioni metaboliche come l’innalzamento del glucosio ematico). Le sostanze d’abuso determinano effetti analoghi, semplicemente agendo direttamente piuttosto che indirettamente, all’interno di particolari aree cerebrali che costituiscono il sistema della gratificazione.
Quando il sistema della gratificazione è costantemente sovrastimolato, porta ad alcuni adattamenti neurobiologici che inducono alla ripetizione sempre più frequente (e, possibilmente, intensa) del comportamento che ha portato alla stimolazione. Cosa succede quando mangiate ogni giorno una tavoletta di cioccolato? Che diventa, per voi, un alimento “normale”, che non dà gli stessi effetti che darebbe dopo un’astinenza di un mese. Ovviamente, non siamo tutti uguali, e non tutti rispondo allo stesso modo agli alimenti raffinati ed altamente palatabili (ci sono persone che mangiano palesemente male ma non sono dipendenti dal cibo) o alle sostanze farmacologiche.
Fattori predisponenti, causanti e perpetuanti l’obesità e la dipendenza
Generalmente, gli individui che tendono alla dipendenza, così come quelli che tendono all’accumulo di peso causato dal consumo smodato di alimenti raffinati e palatabili, credono che le loro “scelte” siano sotto il loro controllo volontario e consapevole. Questo suggerisce che esiste una correlazione tra obesità e dipendenza dalle sostanze, come corroborato da alcuni studi genetici, che mostrano alcune mutazioni puntiformi rilevanti sia per la tendenza ad ingrassare che per quella a sviluppare dipendenza da sostanze.
Per quanto riguarda i fattori ambientali, il più ovvio è la sempre maggiore abbondanza di alimenti altamente palatabili e di sostanze d’abuso. La disponibilità di alimenti molto ricchi in zuccheri e grassi (quelli più palatabili e quelli che creano maggiore dipendenza) a basso costo, parimenti la crescente produzione di sostanze farmacologiche accompagnata da una diminuzione del loro costo, hanno favorito enormemente l’obesità e la dipendenza dai farmaci, rispettivamente.
Un altro motivo di rinforzo di un errato comportamento (faccio notare che tutto questo non è affatto “errato” dal punto di vista dell’organismo, che “pensa” in termini evoluzionistici) diretto al consumo di alimenti palatabili o sostanze d’abuso, è la qualità di questi ultimi, intesa come entità degli effetti che procura. Per esempio, per le droghe, sia il tipo che la modalità di assunzione sono rilevanti. Animali con libero accesso a cocaina ed amfetamina, ne assumono fino alla morte, cosa che non accade per la nicotina. Assumere sostanze endovena o tramite fumo crea maggiore dipendenza rispetto ad inalarle od assumerle per bocca, per via del minor tempo necessario per raggiungere il cervello e la maggior concentrazione con cui giungono ad esso.
Allo stesso modo con cui le sostanze d’abuso creano dipendenza, così lo fanno gli alimenti. Anche per gli alimenti esistono diversità per quanto riguarda i loro effetti sull’induzione di dipendenza. I cibi più palatabili sono quelli più grassi, densi di calorie e dolci. Esiste infatti una scala delle proprietà gratificanti degli alimenti; da quella più “gratificante” (che attiva maggiormente i circuiti di gratificazione) queste proprietà sono: il gusto dolce, il contenuto di lipidi, il contenuto di amidi, la densità calorica, il contenuto di sale, il glutammato libero e l’assenza dell’amaro. In tal senso, l’alimento più gratificante potrebbe essere un dolce (sapore dolce, quindi, senza amaro) ad alto contenuto di grassi (e quindi calorie), denso di amidi (e quindi, ancora, di calorie), con aggiunta di sale ed eventualmente glutammato. Una tale schifezza sarà stata sicuramente creata ed immessa nel mercato.
Un altro importante fattore che influenza le dipendenze (da cibo come da farmaci) è lo stress. I meccanismi che portano allo stress sono infatti mediati dal fattore di rilascio della corticotropina (CRF). Il CRF, oltre a controllare la produzione dell’asse ipofisi-surrene, agisce come neurotrasmettitore ed entra a far parte della circuiteria cerebrale deputata al controllo del comportamento alimentare (e, dunque, di quella facente parte del sistema del compenso/gratificazione).
Esistono infine fattori che influenzano l’insorgenza dell’obesità o la dipendenza, che hanno a che fare con il periodo della vita nel quale si entra a contatto con elevate quantità di alimenti palatabili o di sostanze d’abuso. Spesso sono gli adolescenti ad essere esposti al più alto rischio di sviluppare, in futuro, una dipendenza. Nell’adolescenza, infatti, la corteccia prefrontale, area cerebrale deputata alla capacità di giudizio ed al controllo degli impulsi, non è giunta a completa maturazione. L’esposizione alle sostanze d’abuso, così come a particolari diete durante la vita fetale aumenta il rischio di sviluppare dipendenza dai farmaci od obesità.
Meccanismi neurobiologici
Alla base delle dipendenze vi sono meccanismi neurobiologici che hanno a che fare con i circuiti di gratificazione, identificati con l’area mesolimbica dopaminergica. Quest’area è costituta da più porzioni del cervello, ed è semplicemente l’area in cui scaricano neuroni dopaminergici che si dipartono dall’area ventrale tegmentale (VTA). La porzione che sembra essere maggiormente implicata nelle funzioni di gratificazione è quella dei neuroni che proiettano dalla VTA al nucleus accumbens.
L’inibizione di questi neuroni in animali da laboratorio, infatti, porta alla diminuzione della ricerca e messa in atto di comportamenti in grado di attivare la circuiteria neurale della gratificazione. Topi che per ottenere cibo devono azionare una leva, diminuiscono la frequenza con cui la azionano dopo somministrazione di sostanze o lesioni sperimentali che compromettono il funzionamento dei neuroni dopaminergici e/o le aree suddette. Anche le proprietà gratificanti di cocaina, metamfetamina, nicotina ed alcol diminuiscono dopo inibizione del segnale dopaminergico.
Un ruolo molto importante nella circuiteria sopra descritta lo gioca il sistema endocannabinoide. Recettori per gli oppioidi sono espressi sui neuroni GABA-ergici (i.e. producenti GABA, un neurotrasmettitore), a loro volta collegati al sistema mesolimbico dopaminergico. In tutto questo ambaradan, senza entrare troppo nel dettaglio, la stimolazione dei recettori per gli oppioidi determina l’attivazione dei circuiti di gratificazione ed aumenta l’introito alimentare.
Gli oppioidi aumentano il consumo di cibi altamente palatabili, molto grassi, salati o zuccherini. Tutti sono a conoscenza del fatto che chi “si fa una canna”, dopo un po’ provi un irrefrenabile desiderio di mangiare qualsiasi cosa gli capiti a tiro, gergalmente la cosiddetta “fame chimica”. Il motivo per cui avviene è che il componente attivo della marijuana, il delta-9-tetraidrocannabinolo (THC), stimola i recettori per gli oppioidi aumentando le proprietà gratificanti dei cibi. Questo è stato dimostrato anche in uno studio in cui soggetti a cui veniva somministrata marijuana aumentavano la frequenza di spuntini a base di snack e bevande zuccherine.
Il sistema della gratificazione sembra anche essere modulato dalla differente disponibilità dei substrati energetici. La privazione di cibo, per esempio, potenzia gli effetti di gratificazione del cibo stesso. Questo fenomeno è mediato dalla leptina, ormone prodotto dagli adipociti e descritto brevemente in nell’articolo “Sovrappeso si nasce, magri non si diventa” (o più dettagliatamente nell’e-book The Body Chance, o ancora nel testo di McDonald Bromocriptine. An old drug with new uses). La leptina, non solo sopprime l’introito alimentare, ma inverte gli effetti della restrizione alimentare sulla soglia di attivazione cerebrale correlata alla gratificazione (i.e. la restrizione alimentare abbassa la soglia, per cui i cibi risultano più gratificanti, mentre la leptina la alza).
Questi effetti sono riportati dai praticanti il digiuno intermittente, in cui a seguito di una restrizione alimentare di diverse ore, i cibi risultano più buoni ed appetitosi. Questo spiega anche la totale mancanza di appetito, per molte ore dopo l’assunzione, in soggetti che hanno utilizzato sostanze come le metamfetamine o i più blandi (rispetto alle met) dopamino-agonisti. Non a caso, questi ultimi hanno preso piede nel mondo del doping sportivo perché in grado di attenuare l’irrefrenabile voglia di alimenti “non consentiti” che spesso provano i Body Builder o Fitness Model prima delle gare o eventi.
Comunque, appare chiara la sovrapposizione della circuiteria cerebrale che si è evoluta per regolare i meccanismi di controllo del comportamento alimentare e quella sovrastimolata dall’utilizzo delle sostanze d’abuso. Per questo, una divisione non è affatto possibile e non è fuori luogo mettere sullo stesso piano la dipendenza dal cibo con quella da farmaci.
Adattamenti neurobiologici
La regolazione del consumo alimentare è molto più complessa di quella dell’abuso di droghe, dal momento che alimentarsi è comunque un bisogno e distinguere tra soddisfare il bisogno e dipendere dal cibo è complicato. Comunque, sia le sostanze d’abuso che il cibo attivano i circuiti cerebrali coinvolti nella gratificazione, nella motivazione e nelle scelte. Nella dipendenza, sembra che il cervello risponda alle sostanze similmente a come risponde al cibo in condizioni di privazione.
Nell’abuso di sostanze, comunque, si assiste ad una dipendenza progressiva che aumenta il desiderio di utilizzare le sostanze stesse. Questo avviene per via di adattamenti neurobiologici avviati dalla stimolazione sovrafisiologica del sistema dopaminergico e delle aree cerebrali la cui attività è modulata dalla dopamina.
Gli adattamenti neurobiologici documentati non riguardano solo la dopamina, ma anche neurotrasmettitori quali il glutammato, il GABA, gli oppioidi, il CRF ed altri. Nell’abuso di cocaina, l’attività delle cortecce prefrontale ed orbitofrontale sono modificate; queste aree sono deputate al controllo degli impulsi ed alla “salienza” degli stimoli ed il loro danneggiamento porta alla manifestazione di atteggiamenti compulsivi così come scarso controllo degli impulsi (simili malfunzionamenti di queste aree si ritrovano in alcuni disturbi del comportamento alimentari derivanti da scarso controllo degli impulsi, come la bulimia nervosa).
Oltre agli adattamenti riguardanti il sistema mesolimbico dopaminergico, nell’abuso di sostanze avvengono anche adattamenti in altre aree cerebrali come il circuito dopaminergico nigrostriatale, associato con il rituale del consumo di droghe. Questo è importante da un punto di vista del rinforzo di comportamenti associati sia con l’abuso di sostanze che il consumo di cibo.
In maniera interessante, l’obesità è correlata con la diminuzione del numero di recettori per la dopamina D2 nello striato, proporzionalmente al BMI (Body Mass Index; una descrizione è presente nell’articolo “Modified BMI”). Negli animali, il trattamento con agonisti dei recettori per la dopamina inverte la condizione di obesità; negli esseri umani, l’utilizzo di antipsicotici che agiscono bloccando i recettori D2 per la dopamina si associa con maggior rischio di sviluppare obesità. La stimolazione dei recettori D2 sembra quindi essere utile nel controllo del peso, cosa ben descritta da McDonald nel libro Bromocriptine. An old drug with new uses. Farmaci come la Bromocriptina, la Cabergolina o la più pericolosa Pergolide, sono infatti utilizzati da alcuni atleti del Body Building nel tentativo di ridurre l’assunzione indesiderata di cibo (come descritto in The Body Chance).
In maniera simile, negli obesi è possibile identificare anormalità nella corteccia prefrontale. Diverse aree di essa, come la corteccia orbitofrontale ed il giro cingolato sono implicate nella motivazione ad assumere cibo ma anche nel desiderio di assumere sostanze. Sono documentati adattamenti comuni (all’assunzione di cibo ed a quella di sostanze) nel sistema endocannabinoide; cocaina e cibi altamente palatabili sembrano attivare questi circuiti in maniera simile.
Prevenzione e trattamento
Per quanto riguarda le sostanze d’abuso, la campagna di prevenzione con maggior successo è stata quella riguardante il fumo, che ha fatto diminuire la prevalenza negli Stati Uniti dal 42.4% nel 1965 al 24.7% nel 1995. Una campagna simile potrebbe essere eseguita per il comportamento alimentare, anche se, come già detto, la dipendenza dal cibo è diversa da quella dalle sostanze, dal momento che alimentarsi è indispensabile.
Con la comprensione della dipendenza dalle droghe d’abuso, comunque, si può avere una miglior comprensione anche degli errati comportamenti alimentari che portano al sovrappeso ed all’obesità. Capendo alcuni meccanismi cerebrali associati con la gratificazione, la motivazione, l’apprendimento ed il controllo inibitorio volontario (corticale), è possibile studiare dei trattamenti ad hoc per ridurre comportamenti alimentari scorretti. Ad esempio, in animali da laboratorio, l’inibizione dei recettori per i cannabinoidi CB1 (il cui malfunzionamento è documentato anche nel BED, binge eating disorder o disturbo da alimentazione incontrollata) riduce sia il consumo di cibo che l’auto-amministrazione di sostanze farmacologiche.
In questo contesto, il trattamento delle dipendenze può essere applicato a quello dell’obesità, inteso come disturbo del comportamento alimentare. In maniera ripetitiva, la difficoltà resta l’impossibilità di scindere completamente tra necessità e dipendenza. Infatti, nell’alcolismo per esempio, è molto più facile tracciare una linea tra il consumo di zero alcolici ed il consumo di un bicchiere piuttosto che tra un bicchiere e due (i.e. meglio non bere affatto che berne solo uno). Questo non è possibile con l’alimentazione, dal momento che non si possono consumare zero alimenti per periodi protratti (qualcosa è possibile come sarà descritto nella parte 2).
Anche per quanto riguarda il cibo avviene grosso modo la stessa cosa: quante volte avete sentito la frase “Meglio che non tocco il cioccolato, se prendo un quadretto finisco la tavoletta” (o qualcosa di simile)? I motivi per cui questo avviene, e possibili soluzioni (tramite opportune strategie dietetiche, in maniera naturale) saranno descritti nella seconda parte di questo articolo.
Conclusioni
L’obesità e la dipendenza dai farmaci sono casi particolari della conseguenza di errate abitudini, sviluppate in seguito al rinforzo di determinati comportamenti atti a ricercare un certo tipo di gratificazione. Premesso che esiste una componente individuale di vulnerabilità, le circuiterie neurali coinvolte nella dipendenza da sostanze e nei disordini del comportamento alimentare si sovrappongono (al limite appaiono le medesime). Per questo motivo, le linee guida per la prevenzione ed il trattamento dell’una possono essere utili all’altra, e viceversa, così come gli interventi farmacologici dell’una possono essere applicati all’altra.
parte 2
